Beim PET-CT wird wie in einem konventionellen PET-Scanner die Verteilung eines radioaktiven Tracers im Patienten gemessen. Zusätzlich steht hinter diesem Gerät jedoch noch ein CT-Scanner im Raum, mit dem der Patient in gleicher Lage auf der selben Liege untersucht werden kann. Damit verkürzt sich zum einen die Zeit für die Transmissionsmessung (zur Tiefenkorrektur der PET-Daten) enorm, da diese Daten mit CT in wenigen Minuten erhalten werden. Die gesamte Untersuchungszeit von ca. 40 Minuten verkürzt sich damit auf etwa 20 Minuten.
Zum zweiten kann in gleicher Sitzung auch ein diagnostisches CT (= mit hoher Auflösung und auch mit Kontrastmittel) angefertigt werden.
Die Kombination der beiden Geräte vereint die Stoffwechselinformation aus der PET-Untersuchung mit der morphologischen Information aus der CT-Untersuchung auf ideale Weise, da der Patient in identischer Lage fast zur gleichen Zeit untersucht wird.